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斷鏈之後
 

多物理模擬重要性凸顯 Ansys在EDA市場影響力漸增

涵蓋多重物理領域的簽核分析工具

隨著半導體進入「超越摩爾定律」世代,在奈米結構、異質整合、創新材料、以及複雜度更高的系統級設計需求等各種趨勢的推動下,為確保設計品質,縮短開發時程,利用更先進的模擬分析工具已是不可或缺。同時,也由於在複雜、微型化系統中,熱、電、磁、力的效應會交互作用與影響,傳統的單一領域分析方式已不再適用,這也使得多物理(multiphysics)模擬工具近來成為業界關注的焦點。

成立於1970年的Ansys,多年來,在以有限元素分析(FEA)為主要核心的結構、應力、熱學等相關的工程模擬軟體領域一直居於領導地位。對於以電路設計自動化為主的EDA市場,著墨並不多。但從2008年購併Ansoft,把HFSS、Q3D、SIWave等電磁場分析軟體納入旗下後,情況開始有了改變。

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經過多年的耕耘與強化產品組合,現在,Ansys在晶片、封裝、電路板設計所需的各種物理問題簽核(sign off),包括電磁、可靠度、應力、熱、電源完整性、訊號完整性、ESD(靜電放電)等,都可提供完備、整合的分析工具,並擁有強大的客戶群基礎,已在EDA市場中扮演了更重要的角色。

Ansys在EDA市場的定位

回顧Ansys跨入EDA市場的歷程,台灣資深技術經理魏培森表示,除了Ansoft之外,2011年購併Apache則是該公司的另一項重要行動。「Apache的RedHawk和Totem是晶片IR壓降分析的golden tool,一直到現在,在此領域,Ansys的市佔率都還遠大於競爭對手。」

此外,Ansoft的HFSS等軟體可滿足高速、高頻的電性分析設計需求,過去,當電路頻率不高時,它的重要性並不凸顯,但現在,隨著5G、毫米波應用的興起,將被廣泛應用在封裝與電路板的設計中。

以這兩項購併行動為基礎,再結合其既有的熱、電、應力等分析工具,Ansys可為現今複雜、高速、微型化電子產品從晶片、封裝、電路板到系統的多物理分析,提供的完整的解決方案。

以一架飛機來比喻EDA市場涵蓋的不同軟體,魏培森解釋說,「在機身,包含了EDA工具的標準設計流程,從RTL、合成、P&R、到簽核、驗證、投片等,而機翼則包含了應力、電磁、熱、訊號完整性、電源完整性、靜電防護、可靠度等各種的模擬簽核。而我們專注於提供機翼部分的各種簽核工具,與傳統EDA業者有明顯的區隔。」

另一方面,由於晶片設計強調完整的設計流程,但Ansys提供的是單點分析工具。也因此,Ansys從2017年起,與新思(Synopsys)結盟,把其後段分析工具與新思的前段設計流程整合,打造完整的解決方案。「我們與新思在產品上是完全互補的,結盟後可相輔相成,共同拓展市場,」他說。

簽核問題日益複雜 多物理分析不可或缺

對此,魏培森說明,市場競爭必不可免,但因Ansys在電磁、熱、力學等領域已建立了悠久且豐富的經驗,同時分析結果準確,市場信任度高,因此對競爭充滿信心。

他表示,隨著製程的持續微縮,再加上各種3D封裝技術的發展,近三年來,簽核問題變得越來越複雜,不僅IR壓降很重要,其他像是時序(timing)、電子遷移、ESD(靜電防護)、EMI(電磁干擾)等問題都需要在設計時確認。

此外,對先進封裝來說,由於散熱造成的電性影響,也需利用電─熱耦合分析予以同時考量,甚至,熱源還有可能使結構造成應力變形,這些都是需要一併納入設計分析的。

魏培森表示:「對Ansys來說,這類的電熱耦合分析工具,我們早已就緒,甚至,我們的熱分析,不僅包括IC的熱傳導,整個系統的對流熱及輻射熱,也都可以涵蓋在內,以協助客戶取得更準確的分析結果。」

持續強化產品組合 積極擴展市場

魏培森提到,Ansys在台灣主要專注於半導體市場,近三年來,隨著業績成長,員工數亦快速增加。

「台積電、日月光、創意、聯詠、聯發科等領先業者都已經是我們的客戶。以創意為例,透過採用新的RedHawk-SC,能在兩天內完成超過10億個節點大小的全晶片電源完整性和可靠性簽核。此外,我們的Totem和RedHawk也已獲得台積電N5P和N6製程技術認證,這些都足以證明我們旗下半導體方案能夠支援最先進的設計需求。」

此外,除了自行開發軟體,建立高整合度的多物理分析平台之外,魏培森指出,Ansys也將致力於推動雲端服務,以及透過導入機器學習演算法等方式,使我們的分析工具能夠與時俱進,提供更佳效能。

另一方面,Ansys亦將持續透過購併來強化產品組合,以競逐新一代智慧產品設計需求帶來的商機。「例如,我們近年已分別購併了時序分析工具業者CLK-DA、SI/PS模擬業者SPISim、材料管理業者Granta、系統電磁和噪音分析Helic,以及光子設計工具業者Lumerical等。這些都是為了不斷演進的先進設計分析需求做好準備,希望能協助業者加速5G、AI、自駕車等智慧應用的開發,並進一步鞏固Ansys在EDA市場的地位。」

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